Vem se tornando cada vez mais importante o conhecimento e avaliação da incerteza de medição em todos areas de ensaios experimentais. Este trabalho visa estudar a incerteza de medição no levantamento do comportamento em fadiga de materiais metálicos utilizando-se de curvas S-N. Embora existam diversas normas e códigos sobre a análise estatística dos resultados obtidos em fadiga, eles avaliam apenas a dispersão no número de ciclos para a falha, não considerando fatores como as fontes incerteza das tensões aplicadas, da máquina de ensaios utilizada, entre outros. / The knowledge and evaluation of measurement uncertainty is becoming more and more important in all areas of experimental tests. The goal of this work is to study the measurement uncertainty in the fatigue tests of metalic materials using the S-N curve approach. Although there are various standards and codes on statistical analysis of the fatigue results, they only assess the dispersion in the number of cycles to failure, not taking into account uncertainty sources of aplied load, test machine, among others.

Componentes metálicos em operação podem estar sujeitos a diversas condições de operação deletérias. Visando avaliar os riscos de operação para evitar falhas, a análise de integridade estrutural é uma ferramenta amplamente aplicada e requer constante evolução. Por utilizar dados de ensaios não destrutivos, essa ferramenta requer cada vez mais precisão, para aprimorar seus resultados e reduzir ao máximo as falhas de componentes em operação. Por apresentar menor tempo de inspeção e maior probabilidade de detecção, o Phased Array surge como alternativa às técnicas convencionais de ultrassom. Dentre as técnicas de Phased Array, o Total Focusing Method (TFM) apresenta um dos resultados mais promissores, apresentando grande vantagem sobre técnicas convencionais de ultrassom e de Phased Array devido a sua melhor precisão e fácil interpretação dos resultados. Neste trabalho, o TFM foi aplicado em diversos blocos contendo descontinuidades usinadas, as quais simulam diferentes tipos de defeitos. O foco do TFM foi gerar blocos em três dimensões (3D) dos defeitos, facilitando a interpretação dos resultados, além da possibilidade da inserção desses blocos em softwares de análise de integridade estrutural, melhorando a precisão dos resultados. O TFM foi aplicado através do tratamento de dados de um sensor linear de Phased Array, com frequência de 5 MHz e com 64 elementos ativos. Nesse trabalho, foram desenvolvidas e aplicadas novas etapas no algoritmo do TFM para melhorar a precisão dos resultados, como a compensação da perda de energia e o half-skip. As etapas adicionais aplicadas ao algoritmo do TFM geraram bons resultados para entalhe e furos usinados nos blocos de aço carbono. Além dos blocos com defeitos usinados, foi realizada a inspeção de um bloco de aço inoxidável austenítico soldado. Para o bloco soldado, os resultados não foram satisfatórios, não sendo possível detectar defeitos existentes. Após a aplicação do TFM, foi simulado o deslocamento do sensor ao longo da peça, gerando diversas imagens 2D, as quais foram conectadas via isosuperfícies, gerando sólidos 3D dos defeitos presentes em cada bloco. Por fim, esses blocos foram exportados para um software CAD, apresentando excelente correspondência. / Metallic components in operation can be submitted to several harming operation conditions. Aiming to evaluate the operational risks to avoid failure, the structural integrity analysis is a widely applied tool and requires constant evolution. As it uses non-destructive testing data, this tool requires increasingly precision, to enhance its results and reduce the majority of the operating components failures. Because of the shorter inspection time and greater probability of detection, Phased Array is an alternative to conventional ultrasonic techniques. Among the techniques of Phased Array, the Total Focusing Method (TFM) presents one of the most promising results, offering great advantage over conventional ultrasonic and Phased Array techniques due to its better precision and easy interpretation of results. In this work, the TFM was applied to many blocks, which contain machined discontinuities simulating several defects. The objective of applying the TFM was to generate three-dimensional (3D) blocks, turning the interpretation of the results easier and giving the possibility to insert these blocks into a structural integrity analysis software, enhancing the results precision. The TFM algorithm was applied through treatment of data from a 5 MHz linear Phased Array sensor with 64 active elements. In this work, it were developed and applied new steps in the TFM algorithm, as energy loss compensation and half-skip interaction, to improve its precision. The additional steps applied to the TFM algorithm achieved great results for notch and holes machined in carbon steel blocks. In addition to the blocks with machined defects, a welded austenitic stainless steel block was inspected. For the welded block, the results were not satisfactory and it was not possible to detect the present defects. After the application of the TFM, the displacement of the transducer along the block was simulated, generating several 2D images, which were connected via isosurfaces, generating 3D solids corresponding to the defects present in each block. To conclude, these blocks were exported to a CAD software, presenting excellent matching.

Vem se tornando cada vez mais importante o conhecimento e avaliação da incerteza de medição em todos areas de ensaios experimentais. Este trabalho visa estudar a incerteza de medição no levantamento do comportamento em fadiga de materiais metálicos utilizando-se de curvas S-N. Embora existam diversas normas e códigos sobre a análise estatística dos resultados obtidos em fadiga, eles avaliam apenas a dispersão no número de ciclos para a falha, não considerando fatores como as fontes incerteza das tensões aplicadas, da máquina de ensaios utilizada, entre outros. / The knowledge and evaluation of measurement uncertainty is becoming more and more important in all areas of experimental tests. The goal of this work is to study the measurement uncertainty in the fatigue tests of metalic materials using the S-N curve approach. Although there are various standards and codes on statistical analysis of the fatigue results, they only assess the dispersion in the number of cycles to failure, not taking into account uncertainty sources of aplied load, test machine, among others.

Submitted by Rosa Assis (rosa_assis@yahoo.com.br) on 2017-04-10T14:44:47Z No. of bitstreams: 2 José Fernando Paz Gonzalez.pdf: 13290396 bytes, checksum: 3ac46858db097c536b64b16024f48f3e (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Paola Damato (repositorio@mackenzie.br) on 2017-04-20T15:38:20Z (GMT) No. of bitstreams: 2 José Fernando Paz Gonzalez.pdf: 13290396 bytes, checksum: 3ac46858db097c536b64b16024f48f3e (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-20T15:38:20Z (GMT). No. of bitstreams: 2 José Fernando Paz Gonzalez.pdf: 13290396 bytes, checksum: 3ac46858db097c536b64b16024f48f3e (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-08-09 / In recent decades the aluminum had a great evolution since the beginning of his story that came to have a greater value than gold, to the present day that it is used in our days from a tin of soda to key parts of an airplane. With the growing need in various industrial segments, especially the aeronautical and automobile industries, wherein the weight reduction is a concern, the study of this material becomes important. This work has as objective the study of aluminum alloy 7075 solubilized and artificially aging were studied in which the main mechanical behavior of this material. It was performed the hardness, tensile tests and the focus, fatigue test, in which was observed a hardness of 230 HV and mean tensile strength of 676 MPa and yield strength of 615 MPa. The study of fatigue behavior was done in a rotating bending testing machine at ambient temperature to developing the Wöhler curve also known as S-N curve (tension x No. of cycles), who showed the characteristic of non-ferrous materials An specimen reached number of cycle greater than 8,4x106 with the stress of 135 MPa. The fracture surfaces showed the typical characteristics of crack propagation and ductile overload fracture and showed differences in the type of crack propagation in low cycle when compared with medium and high cycle, besides that was showed ratchet marks and fatigue stretch when observed with SEM. It was observed the presence of dimples associated with the precipitates. / Nas últimas décadas o alumínio teve uma grande evolução, desde o começo da sua história em que chegou a ter um valor superior ao ouro, até os dias atuais em que ele é empregado no nosso dia a dia, desde uma lata de refrigerante até partes fundamentais de um avião. Com a crescente necessidade em vários seguimentos industriais, principalmente nas industrias aeronáuticas e automobilísticas, em que se tem a preocupação com a redução de peso, um estudo desse material se torna importante. Este trabalho tem como intuito o estudo da liga de alumínio 7075 solubilizada e envelhecida artificialmente em que foram estudados os principais comportamentos mecânicos desse material. Para esse estudo foi realizado os ensaios de dureza, tração e fadiga, foco deste trabalho, em que se obteve uma dureza de 230 Hv e um limite de resistência médio de 676 MPa e um limite de escoamento de 615 MPa. O estudo do comportamento em fadiga em que se realizou ensaiados de fadiga em uma máquina flexo rotativa de ciclo de tensão reversa tração-compressão à temperatura ambiente levantando a curva de Wöhler também conhecida como curva S-N (tensão x Nº de ciclos), que apresentou característica de material não ferroso. Um dos corpos de prova chegou a atingir um número de ciclos superior à 8,4x106 com uma tensão aplicada no corpo de prova de 135 MPa. As superfícies de fratura apresentaram as características típicas de propagação de trincas e ruptura dúctil por sobrecarga em que se observou diferenças no tipo de propagação da trinca no baixo ciclo com relação as propagações no médio e alto ciclo, além de se verificar a presença de marcas de catraca e estrias de fadiga observadas no MEV. Além de se observar a presença de microcavidades associadas aos precipitados e possíveis precipitados.

Os filmes de carbono tipo diamante (DLC) são materiais que possuem excelentes propriedades tais como: alta dureza, alta resistência ao desgaste, baixo coeficiente de atrito, biocompatibilidade, inércia química, baixa rugosidade, transparência óptica, alta resistividade elétrica entre outras, o que fazem com que o DLC tenha uma variedade de aplicações. Entretanto, sabe-se que o DLC possui fraca adesão sobre substratos metálicos resultando em delaminações. Com o objetivo investigar esse problema, foi realizado neste trabalho o estudo da sua deposição em lâminas de silício, aço inoxidável, liga de alumínio e liga de titânio, segundo duas técnicas baseadas em implantação iônica por imersão em plasma (IIIP ou 3IP). A primeira consistiu em 3IP e deposição com magnetron sputtering (3IP&D). Para este caso, duas condições foram estudadas, sendo a primeira: implantação em 30 minutos e deposição em 60 minutos e a segunda condição foi alternando 20 minutos de implantação e 20 de deposição, totalizando 80 minutos. As outras condições estudadas foram implantando com metano por 60 minutos, acetileno também com 60 minutos e metano com 30 minutos mais 60 minutos com acetileno. Após a deposição, os filmes foram caracterizados pelas técnicas de perfilometria, espectroscopia Raman, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e de força atômica (AFM), corrosão, estudo da aderência, medidas de coeficiente de atrito e nanodureza. Com os resultados obtidos podemos dizer que o filme que apresentou melhores resultados foram os obtidos com implantação de metano por 30 minutos mais implantação com acetileno por mais 60 minutos.

Submitted by Rosa Assis (rosa_assis@yahoo.com.br) on 2017-04-10T12:03:21Z No. of bitstreams: 2 Guilherme Bruno Barroso Bonfitto.pdf: 4296266 bytes, checksum: 5092519d6b5bf1138c9d85efce8d53c4 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Paola Damato (repositorio@mackenzie.br) on 2017-04-20T15:36:43Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Guilherme Bruno Barroso Bonfitto.pdf: 4296266 bytes, checksum: 5092519d6b5bf1138c9d85efce8d53c4 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-20T15:36:43Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Guilherme Bruno Barroso Bonfitto.pdf: 4296266 bytes, checksum: 5092519d6b5bf1138c9d85efce8d53c4 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-08-09 / The possibility of increase use of aluminum in place of ferrous materials and wood in automotive industry, mainly in manufacturing of bus and truck structure, corrosion resistance, high ratio resistance and weight due low density and cost are the main reasons for this study. The alloy 6005A without any heat treatment appears disadvantageous compared to other alloys of aluminum and ferrous materials, however, with appropriate heat treatment, the mechanical properties are improved considerably, which is the case of this study. After comparisons in 36 different conditions of temperature of solubilization and temperature and time of artificial aging, the temperatures of 545ºC (30 minutes followed by water cooling) and 185°C (4 hours) solubilizing and artificial aging, respectively, showed the best growth of hardness alloy 63HRF to 85HRF. The metallography alloy after quenching was performed by optical microscopy showed in the microstructure equiaxed grains with homogeneous distribution. When compared the microstructures with different oven time and temperature, it was not showed the difference that relates the difference in hardness. It was realized the tensile test and the tensile strength limit values (σt) 279,21MPa and yield strength (σe) 257,33 MPa are among the average values for the alloy 6005A T6. The study of fatigue alloy was realized in a rotating bending testing machine (R=-1) at ambient temperature and the data was analyzed in a S-N curve. When applied stress less than 117,42 MPa, the specimen supported more than 1,0x107 cycles before breaking down. The fracture surfaces of the specimens with many tensile were analyzed by optical microscopy and by SEM and indicated the presence of ratchet marks, stretch marks, and integranular and transgranular cracks. / A possibilidade de crescimento da utilização do alumínio em substituição aos materiais ferrosos e de madeira no ramo automobilístico, principalmente na fabricação de carrocerias de ônibus e caminhão, resistência à corrosão, elevada razão resistência e peso devido a baixa massa específica e custo são as principais justificativas para este estudo. A liga 6005A sem nenhum tratamento térmico se apresenta desvantajosa em relação às demais ligas de alumínio e materiais ferrosos, porém, com o tratamento térmico adequado, suas propriedades mecânicas são aperfeiçoadas consideravelmente, que é o caso deste estudo. Após comparações em 36 condições distintas de temperatura de solubilização e temperatura e tempo em forno de envelhecimento artificial, as temperaturas de 545ºC (30 minutos seguido de resfriamento em água) e 185ºC e (4 horas) de solubilização e envelhecimento, respectivamente, foram as que apresentaram melhor incremento de dureza da liga de 63HRF para 85HRF. A metalografia da liga após têmpera foi realizada por microscopia óptica e apresentou na microestrutura grãos equiaixiais com distribuição homogênea. Quando comparada as microestruturas com tempos e temperatura distintas em forno, não foi visto nenhuma diferença que relacionasse a diferença da dureza. Realizado o ensaio de tração e os valores de limite resistência a tração (σt) de 279,21MPa, limite escoamento (σe) de 257,33 MPa estão entre os valores médios para a liga 6005A T6. O estudo de fadiga da liga foi realizado em uma máquina fadiga flexo-rotativa de ciclo reverso tensão-compressão (R=-1) à temperatura ambiente e os dados analisados em uma curva S-N. Com tensão de até 117,42 MPa, o corpo de prova suportou número de ciclos maior que 1,0x107 ciclos antes de romper. As superfícies de fratura dos corpos de prova com cargas variadas foram analisados através de microscopia ótica e pelo MEV e indicaram presença de marcas de catraca, estrias, clivagem e trincas integranulares e transgranulares.

A liga de alumínio designada AA4006 é muito utilizada na indústria. É uma liga do sistema Al-Fe-Si, com teores (% em massa) de Si na faixa de 0,8 a 1,2% e Fe entre 0,5 e 0,8%. Apesar de ser bastante utilizada, ela foi pouco estudada. Neste trabalho foi realizado um estudo comparativo da microestrutura e da textura cristalográfica entre chapas da liga AA4006 produzidas por dois processos industriais de lingotamento: contínuo (Twin roll caster TRC) e semicontínuo (Direct chill DC). Para a caracterização microestrutural, foram utilizadas as técnicas de microscopia óptica com luz polarizada, microscopia eletrônica de varredura com microanálise química, medidas de condutividade elétrica e ensaios de dureza Brinell. A textura cristalográfica foi determinada por difração de raios X. Foram detectadas e discutidas diferenças significativas nas morfologias e distribuições de grãos e de partículas de fases intermetálicas. O estudo da textura cristalográfica foi realizado ao longo da espessura das tiras e os resultados mostraram variações significativas da textura entre as chapas ao longo da espessura. A chapa produzida por lingotamento contínuo apresentou uma típica textura de cisalhamento nas proximidades de sua superfície, enquanto nas regiões mais internas a fibra foi observada. O estudo da recristalização de chapas metálicas laminadas a frio é muito útil para a obtenção da temperatura de amolecimento do material submetido a um tratamento térmico. Tratamentos térmicos isócronos no intervalo de uma hora foram feitos em amostras das duas chapas e a chapa produzida pelo processo TRC apresentou a temperatura para 50% de recristalização em torno de 290 ºC e a amostra da chapa produzida pelo processo DC em torno de 270 ºC. A textura cristalográfica pode mudar com a recristalização e com a laminação do metal. Utilizando estas etapas de processamento do material, a orientação dos grãos de uma tira metálica pode ser otimizada, a fim de, por exemplo, melhorar a estampabilidade de chapas na obtenção de um dado produto com valor agregado. Neste trabalho as curvas de amolecimento para duas chapas produzidas por lingotamento contínuo e lingotamento semicontínuo da liga de alumínio AA4006 também foram determinadas e comparadas. Embora as diferenças detectadas entre as curvas de amolecimento tenham sido pequenas, foi possível verificar que a recristalização da chapa produzida por twin roll caster TRC ocorre em temperaturas mais elevadas do que na chapa produzida pelo processo direct chill DC. Resultados da textura cristalográfica em amostras destas chapas (laminadas e recozidas) foram obtidos utilizando difração de raios X e difração de elétrons retroespalhados EBSD. Estes resultados indicaram a presença da textura de cisalhamento na superfície e a fibra no centro da amostra laminada a frio (70% de redução) da chapa obtida por lingotamento contínuo. Na amostra da chapa obtida por lingotamento semicontínuo, a componente cubo e a fibra foram vistas na superfície e no centro. Uma textura fraca com grãos orientados ao acaso foi vista nas duas amostras (TRC e DC) recristalizadas das duas chapas, possivelmente, devido à nucleação estimulada por partículas. A fibra desapareceu nas amostras (TRC e DC) recristalizadas. / AA4006 Aluminum alloy is extensively used in industry. It belongs to the Al-Fe-Si system, with Si between 0,8 and 1,2 % mass, and Fe between 0,5 and 0,8 % mass. This alloy is less studied despite its extensive use. A comparative microstructural study has been performed in as-received AA4006 alloy strip produced by two industrial casting processes: twin roll caster (TRC) and direct chill (DC). Polarized optical microscopy, scanning electron microscopy with microanalysis, electrical conductivity measurements and Brinnel hardness tests have been used for microstructural characterization. Significant differences in the grain and intermetallic particle sizes, morphologies and distributions were detected and are discussed. Thermal treatments effects on the silicon content in solid solution were also studied. Crystallographic textures have been also determined. Textures across thickness of both sheets have been analyzed and compared. Results showed significant texture changes across thickness of the specimens. Texture analysis was carried out using X-ray diffraction technique. Twin roll caster (TRC) sheet presented the typical shear texture near the surface, while, in internal regions, the -fibre was observed. A recrystallization study of cold rolled metallic sheets is very important to obtain softening temperature for the material during annealing. After cold rolling with 70% of reduction in thickness, followed by isochronous heat treatments, the samples of the two sheets produced by TRC and DC presented a 50% recrystallization temperature around 290 ºC and 270 ºC, respectively. Crystallographic texture can change during the metal rolling and recrystallization. These processing steps can optimize the grain orientation distribution in a metal strip to improve, for instance, the stamping process, in order to obtain an aggregated value product. Softening curves were also compared and determined for the two sheets (rolled and annealed) of the AA4006 aluminum alloy produced by twin roll caster TRC and direct chill DC processes. It was detected that the recrystallization of the strip produced by TRC process occurs at a higher temperature than that for the DC process, despite the little differences in their softening curves. Crystallographic texture results, for the sheet samples, were obtained by using X-ray diffraction and electron back scatter diffraction EBSD techniques. These results indicated the shear texture presence on the surface and fiber at the center of the cold rolled (70% area reduction) sample for the sheet produced by TRC process. In the sheet sample produced by the DC process, under the same conditions, the cube component and fiber texture (at the surface and at the center) were observed. A texture with random oriented grains was detected in two deformed and recrystallized samples of the two sheets (TRC and DC). It is suggested that this texture occurs due to the particle stimulated nucleation. There was fiber absence in the recrystallized samples (TRC and DC).

Este trabalho busca avaliar a ductilidade de ligas metálicas utilizando como ferramenta a teoria da mecânica do dano proposta por Kachanov e desenvolvida por Lemaitre, a qual é apresentada desde as hipóteses básicas até as equações que modelam a deterioração de um material em regime de fratura dúctil. Como o enfoque do trabalho é a predição de trincas em processos de conformação mecânica, em especial estampagem de chapas, o mecanismo de formação destes defeitos é revisado, buscando na literatura o entendimento de como os parâmetros microestruturais influenciam na fratura dúctil. Ensaios de tração foram efetuados em corpos de prova retirados de chapas de aço SAE 1050 em duas condições microestruturais, cementita esferoidizada em matriz ferrítica e ferritaperlita, e em duas direções em relação à laminação da chapa original, paralelo e transversal. A evolução do dano foi medida de maneira indireta por meio da variação do módulo elástico e as propriedades mecânicas necessárias para utilização do modelo de Lemaitre foram calculadas. Por meio de difração de raios X, efetuamos o estudo da evolução da textura cristalográfica, apresentado na forma de figuras de distribuição de orientação e análise da intensidade das principais fibras encontradas em aços laminados a quente. Não foi observada influência significativa do tipo de microestrutura e da direção de deformação na evolução da textura. Por fim, o modelo de evolução de dano de Lemaitre foi transformado em um algoritmo numérico e implementado no código comercial Abaqus, em sua versão explícita, por meio do uso da subrotina VUMAT. Resultados foram obtidos e comparados com os experimentos, validando a aplicação do modelo. A evolução do dano para o aço SAE 1050 também foi comparada com resultados para outros aços ao manganês encontrados na literatura. Relações empíricas entre o teor de carbono e parâmetros como a deformação limite para início do dano, resistência à evolução do dano e dano máximo suportado foram desenvolvidas e apresentadas, com o intuito de funcionar como guias gerais para cálculo sem a necessidade de uma bateria de ensaios dedicados, facilitando a utilização da teoria da mecânica do dano em condições industriais. / The aim of the present work is to evaluate the ductility of metallic alloys employing the theory of damage mechanics as suggested by Kachanov and developed by Lemaitre, which is presented since its basic hypothesis until the equation that model the material deterioration under a regime of ductile fracture. As the focus of the work is the fracture prediction during mechanical working processes (mainly sheet metal stamping), the mechanism of formation of these defects is revised, based upon literature data, aiming at the understanding of how the material microstructural parameters influence ductile fracture. Tensile tests have been performed on samples obtained from SAE 1050 steel sheets for two microstructural conditions namely spheroidized cementite and regular ferrite-perlite for two rolling directions (rolling and transverse directions). In those tests, damage evolution has been measured indirectly through the materials variation in the Young modulus with strain, obtaining the mechanical properties, needed to be used in the calculation of Lemaitres model. Through X-ray diffraction measurements, the crystallographic texture evolution, presented in the form of orientation distribution functions and the associated fiber intensities observed for both microstructural conditions, has been evaluated. No major influence has been observed in this texture evolution, for the tested conditions. Finally, the Lemaitre damage evolution model has been transformed into a numerical algorithm and implemented in the Abaqus commercial code, in its explicit form, through the VUMAT sub-routine. Results have been obtained and compared with the experimental values, validating the suggested model. Damage evolution for the SAE 1050 steel has been also compared with results from literature for other C-Mn steels. Empirical relationships between C level and damage parameters such as limit strain for damage initiation, resistance to damage evolution and maximum allowable damage, have been developed and presented, envisaging their application as general guidelines, without requiring a sequence of dedicated tests, making easier the usage of damage mechanics under industrial conditions.

Submitted by Silvana Teresinha Dornelles Studzinski (sstudzinski) on 2017-02-10T10:50:28Z No. of bitstreams: 1 Alexandro dos Reis_.pdf: 4199488 bytes, checksum: 3deac5077892743f840db5dbbf73d810 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-10T10:50:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alexandro dos Reis_.pdf: 4199488 bytes, checksum: 3deac5077892743f840db5dbbf73d810 (MD5) Previous issue date: 2015-08-28 / Nenhuma / As cadeias reversas de suprimento fazem parte do nosso cotidiano. O aumento da sua popularidade ocorre, principalmente, pela expansão do comércio online, onde estão estabelecidos os canais reversos de troca; de devolução em garantia; e por cancelamento da compra. No segmento industrial, os canais reversos são muito populares, como por exemplo, o retorno de embalagens de produtos, o retorno de resíduos industriais para reprocessamento ou destinação final, e o retorno de materiais pós-consumo para o reaproveitamento. Na indústria do aço, a cadeia reversa da sucata metálica é responsável pela gestão do fluxo reverso dos materiais metálicos usados desde o consumidor até o seu ponto de origem, a usina siderúrgica. O aço possui a característica de ser 100% reciclável, sem perdas de propriedades do metal; além do seu processo de reciclagem representar vantagens econômicas e ambientais. A pesquisa propõe o resgate conceitual sobre a estruturação de atividades das cadeias reversas e o gerenciamento de riscos nas cadeias de suprimentos. Através da combinação destas abordagens, elaborou-se uma estrutura geral de atividades, bem como a identificação dos riscos dos intermediários da cadeia da sucata metálica. Como resultado, a pesquisa não limita-se a apresentar a estrutura genérica de atividades e as ações de prevenção dos riscos da cadeia da sucata, mas evolui através proposição de uma metodologia de gerenciamento de riscos aplicável a qualquer cadeia reversa de diferentes segmentos industriais. / The reverse supply chains are part of our daily life. The increase in their popularity is mainly the expansion of online commerce, where the reverse exchange channels are established; of warranty return; and purchase canceled. In the industrial sector, reverse channels are very popular, such as the return of product packaging, industrial waste comeback for reprocessing or final disposal, and the return post-consumer materials for reuse. In the steel industry, the reverse chain of scrap metal is responsible for managing the reverse flow of metallic materials used from the consumer to their point of origin, the steel milling. Steel has the characteristic of being 100% recyclable without loss of properties of the metal; apart from its recycling process represent economic and environmental advantages. The research proposed the conceptual review of the activities of structuring reverse chains and supply chain management risk. By combining these approaches, it drew up a general framework of activities, as well as recognition of the risks of the intermediaries of the scrap metal supply chain. As a result, the survey does not limit to presenting the generic structure of activities and mitigation risk actions in scrap supply chain, but evolves through proposing a risk management methodology applicable to any reverse chain of different industries.

Este trabalho busca avaliar a ductilidade de ligas metálicas utilizando como ferramenta a teoria da mecânica do dano proposta por Kachanov e desenvolvida por Lemaitre, a qual é apresentada desde as hipóteses básicas até as equações que modelam a deterioração de um material em regime de fratura dúctil. Como o enfoque do trabalho é a predição de trincas em processos de conformação mecânica, em especial estampagem de chapas, o mecanismo de formação destes defeitos é revisado, buscando na literatura o entendimento de como os parâmetros microestruturais influenciam na fratura dúctil. Ensaios de tração foram efetuados em corpos de prova retirados de chapas de aço SAE 1050 em duas condições microestruturais, cementita esferoidizada em matriz ferrítica e ferritaperlita, e em duas direções em relação à laminação da chapa original, paralelo e transversal. A evolução do dano foi medida de maneira indireta por meio da variação do módulo elástico e as propriedades mecânicas necessárias para utilização do modelo de Lemaitre foram calculadas. Por meio de difração de raios X, efetuamos o estudo da evolução da textura cristalográfica, apresentado na forma de figuras de distribuição de orientação e análise da intensidade das principais fibras encontradas em aços laminados a quente. Não foi observada influência significativa do tipo de microestrutura e da direção de deformação na evolução da textura. Por fim, o modelo de evolução de dano de Lemaitre foi transformado em um algoritmo numérico e implementado no código comercial Abaqus, em sua versão explícita, por meio do uso da subrotina VUMAT. Resultados foram obtidos e comparados com os experimentos, validando a aplicação do modelo. A evolução do dano para o aço SAE 1050 também foi comparada com resultados para outros aços ao manganês encontrados na literatura. Relações empíricas entre o teor de carbono e parâmetros como a deformação limite para início do dano, resistência à evolução do dano e dano máximo suportado foram desenvolvidas e apresentadas, com o intuito de funcionar como guias gerais para cálculo sem a necessidade de uma bateria de ensaios dedicados, facilitando a utilização da teoria da mecânica do dano em condições industriais. / The aim of the present work is to evaluate the ductility of metallic alloys employing the theory of damage mechanics as suggested by Kachanov and developed by Lemaitre, which is presented since its basic hypothesis until the equation that model the material deterioration under a regime of ductile fracture. As the focus of the work is the fracture prediction during mechanical working processes (mainly sheet metal stamping), the mechanism of formation of these defects is revised, based upon literature data, aiming at the understanding of how the material microstructural parameters influence ductile fracture. Tensile tests have been performed on samples obtained from SAE 1050 steel sheets for two microstructural conditions namely spheroidized cementite and regular ferrite-perlite for two rolling directions (rolling and transverse directions). In those tests, damage evolution has been measured indirectly through the materials variation in the Young modulus with strain, obtaining the mechanical properties, needed to be used in the calculation of Lemaitres model. Through X-ray diffraction measurements, the crystallographic texture evolution, presented in the form of orientation distribution functions and the associated fiber intensities observed for both microstructural conditions, has been evaluated. No major influence has been observed in this texture evolution, for the tested conditions. Finally, the Lemaitre damage evolution model has been transformed into a numerical algorithm and implemented in the Abaqus commercial code, in its explicit form, through the VUMAT sub-routine. Results have been obtained and compared with the experimental values, validating the suggested model. Damage evolution for the SAE 1050 steel has been also compared with results from literature for other C-Mn steels. Empirical relationships between C level and damage parameters such as limit strain for damage initiation, resistance to damage evolution and maximum allowable damage, have been developed and presented, envisaging their application as general guidelines, without requiring a sequence of dedicated tests, making easier the usage of damage mechanics under industrial conditions.